[發(fā)明專利]電力轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480082167.5
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN106716810B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 有澤浩一;山川崇;高山裕次;梅原成雄;東川友美;谷川誠
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 金春實(shí)

本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置(100)具備：整流電路(3)，其將來自交流電源(1)的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力；短路部(30)，其使交流電源(1)經(jīng)由連接在交流電源(1)與整流電路(3)之間的電抗器(2)短路；以及控制部(20)，其在交流電源(1)的半個(gè)周期中控制短路部(30)的導(dǎo)通、斷開動(dòng)作，其中，控制部(20)具有：驅(qū)動(dòng)信號生成部(21)，其生成用于控制短路部(30)的導(dǎo)通、斷開動(dòng)作的開關(guān)脈沖即驅(qū)動(dòng)信號(Sa)；以及脈沖分割部(23)，其將驅(qū)動(dòng)信號(Sa)分割成多個(gè)開關(guān)脈沖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

在下述專利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種功率因數(shù)改善電路，用于改善電源功率因數(shù)并減少輸入電流中包含的諧波分量，通過選擇全波整流模式或倍壓整流模式并用開環(huán)控制短路元件的短路開始時(shí)刻和短路時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)改善功能和升壓功能。即，下述專利文獻(xiàn)1的現(xiàn)有技術(shù)中，通過對整流電路切換用開關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通/斷開控制，將整流電路控制為全波整流模式或倍壓整流模式，將功率因數(shù)改善電路的直流輸出電壓大致分成兩個(gè)階段，并通過對短路元件進(jìn)行開環(huán)式的短路可變控制，將該分成兩個(gè)階段的區(qū)域進(jìn)一步分成無功率因數(shù)改善和有功率因數(shù)改善這兩個(gè)階段，由此整體上構(gòu)成四個(gè)階段的直流輸出電壓區(qū)域，從而擴(kuò)大直流輸出電壓的輸出范圍，并且能夠改善高負(fù)載側(cè)的功率因數(shù)。

此外，在下述專利文獻(xiàn)2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，設(shè)置有直流電壓控制部，其與根據(jù)負(fù)載對應(yīng)地設(shè)定的直流輸出電壓基準(zhǔn)值和平滑電容器的端子間電壓的偏差值相對應(yīng)地輸出直流電壓控制信號，并且還設(shè)置有電流基準(zhǔn)運(yùn)算部，其基于來自直流電壓控制部的控制信號和與交流電源同步的正弦波狀同步信號之積來輸出電流基準(zhǔn)信號。通過比較該電流基準(zhǔn)信號和整流元件的交流側(cè)電流，高頻地對開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/斷開控制，從而將交流輸入電流控制成正弦波狀，并且將直流輸出電壓控制成期望的值，能夠使電源功率因數(shù)為1并抑制諧波的產(chǎn)生。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11－206130號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第2140103號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1、2的現(xiàn)有技術(shù)，限定了短路元件的控制方式。即，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，短路元件的控制方式被限定為在整個(gè)負(fù)載區(qū)域中對電流進(jìn)行反饋的高頻開關(guān)模式和電流開環(huán)控制的部分開關(guān)模式中的一種。因此，這些現(xiàn)有技術(shù)為了避免在低負(fù)載區(qū)域內(nèi)直流輸出電壓過度升壓，不使短路元件動(dòng)作，從而不進(jìn)行功率因數(shù)改善。因此，在低負(fù)載區(qū)域中，輸入電流波形失真較大，導(dǎo)致含有較多諧波分量的電流流過電抗器，電抗器鐵損增大，由此功率因數(shù)改善電路的交直轉(zhuǎn)換效率降低。

此外，在上述專利文獻(xiàn)1的現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行功率因數(shù)改善時(shí)的短路元件的短路控制是部分開關(guān)方式，即以開環(huán)方式控制短路開始時(shí)刻和短路時(shí)間，相對于電源周期僅在一定區(qū)間內(nèi)進(jìn)行短路動(dòng)作，因此雖然能夠?qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)改善以及直流輸出電壓的升壓，但是在諧波產(chǎn)生量較多的高負(fù)載側(cè)效果很小。因此，隨著今后諧波限制的加強(qiáng)，為了通過現(xiàn)有技術(shù)獲得充分的功率因數(shù)改善效果即諧波抑制能力，需要具有大電感值的電抗器，因此會(huì)產(chǎn)生交直轉(zhuǎn)換效率降低、電路大型化、成本增加的問題。此外，在將諧波產(chǎn)生量抑制到一定程度并使直流輸出電壓升壓的情況下，由于升壓能力存在極限，所以高負(fù)載側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得不穩(wěn)定，或者如果考慮高負(fù)載側(cè)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，則會(huì)導(dǎo)致負(fù)載的選擇范圍變窄。

本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種電力轉(zhuǎn)換裝置，能夠在負(fù)載的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率化，并且能夠滿足高升壓性能和諧波標(biāo)準(zhǔn)。